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  • 摘要:

    在南非进行的一项后续研究中,约翰霍普金斯大学医学研究人员表示,他们有证据表明全球医院急诊科(ED)可能是遏制难以接触的人群中艾滋病毒感染传播的关键战略环境 - 开始治疗和病例管理以及疾病的诊断。 8月在EClinicalMedicine上发表了一份关于这些发现的报告。

    “在南非和世界上许多其他地区,艾滋病病毒传播的主要原因之一是因为特别是年轻男性没有被病毒感染,没有服用药物或者没有意识到他们的诊断,”Bhakti Hansoti说,MB Ch 。 B,博士M.P.H.,约翰霍普金斯大学医学院急诊医学副教授,研究论文的第一作者。她补充说,与其他临床环境相比,年轻男性更有可能因创伤或暴力相关伤害而去ED,并且可能没有初级卫生保健提供者 - 使ED成为一般医疗保健的唯一入境点。

    基于2018年对南非ED患者的研究,该研究发现急诊科的HIV检测是识别和诊断其他难以接触的艾滋病病毒感染者的有效方法,约翰霍普金斯大学医学研究人员与三家医院急诊科的同事合作位于南非东开普省的东伦敦,Mthatha和伊丽莎白港,这个国家是世界上记录的艾滋病病毒感染人数最多的国家。

    据联合国艾滋病毒/艾滋病联合规划署(艾滋病规划署)称,目前全世界有近3800万人感染艾滋病毒。大约20%的艾滋病病毒感染者生活在南非。为了结束艾滋病毒/艾滋病流行病,艾滋病规划署为全世界90%的艾滋病毒感染者制定了治疗目标,以便在2020年之前了解他们的艾滋病病毒感染状况,其中90%被诊断为艾滋病毒治疗的人称为抗逆转录病毒疗法(ART),接受抗逆转录病毒治疗的人中有90%的人血液中检测不到HIV,因此无法将病毒传染给他人。

    “我们已经知道ED中的HIV检测对于实现这些目标至关重要,但仅靠测试并不会削减它,”Hansoti说。 “单独测试将帮助我们实现前90%的目标,但要达到第二和第三的90%,我们认为ED需要在治疗启动中发挥积极作用。”研究人员说,教育署还必须启动后续病例管理,并将病人与急诊室外的病人联系起来。

    对于2017年6月至2018年7月期间进行的这项新研究,研究人员在3个ED中测试了2,901名年龄在18至70岁之间的男性和女性HIV患者。超过800例(28%)检测出HIV阳性,其中234例(28.9%)新诊断。与男性(20.7%)相比,ED测试人群中HIV的患病率显着高于女性(35.3%) - 与其他年龄组相比,36-45岁的女性患病率最高(接近65%)。

    在所有接受抗逆转录病毒治疗的艾滋病病毒感染者中,只有54%的人检测出抗逆转录病毒治疗阳性,49%的抗病毒治疗患者被发现病毒受到抑制。这远远低于90-90-90目标。虽然女性更容易感染艾滋病病毒,但研究人员发现,男性感染艾滋病病毒的可能性是男性的两倍,因此也不太可能接受抗逆转录病毒治疗并受病毒感染 - 因此对性伴侣的感染力更强。研究人员特别认为年轻男性是南非“艾滋病流行的驱动因素”。

    研究人员表示,他们的研究结果表明,世界各地的急诊科不仅应该进行常规艾滋病毒检测,以找到经常被遗漏的患者,还应该培训医生和护士,让患者接受抗逆转录病毒治疗,并提供检测后咨询。

    “患者可以在急诊室等待时接受艾滋病毒检测,然后,如果是阳性,可以接受咨询并接受治疗,或者至少在专门的艾滋病护理机构进行随访,”Hansoti说。

    该研究小组注意到在ED中实施HIV护理服务所面临的挑战,包括大量患者,以及提供者因可能的合并症和责任而开始接受抗病毒治疗的犹豫不决。

    尽管如此,研究人员仍然认为这些举措是遏制艾滋病流行所必需的。 “我们的研究表明,急诊室有许多艾滋病病毒感染者未经治疗,未经治疗和未确诊,”Hansoti说。

    研究人员表示,他们还计划探索最适合ED的HIV护理策略。

    ——文章发布于2019年9月16日

    来源机构: 每日科学 | 点击量:229
  • 摘要:

    全国范围内惊人数量的人正在发生心脏内层或瓣膜感染,称为感染性心内膜炎,这在很大程度上是由于目前的阿片类药物流行。根据美国心脏协会开放获取期刊“美国心脏协会杂志”发表的最新研究报告,这一新趋势主要影响年轻,白人,贫困人群,他们的艾滋病毒,丙型肝炎和酒精滥用率也较高。

    当血液中的细菌或真菌进入心脏内层或瓣膜时,会发生感染性心内膜炎。每年有近34,000人接受这种疾病的治疗,其中约20%死亡。感染性心内膜炎的主要危险因素之一是药物滥用。

    “与药物滥用有关的感染性心内膜炎是一种全国范围的流行病,”该研究的资深作者,医学博士,俄亥俄州克利夫兰市克利夫兰医学院勒纳医学院助理教授塞尔·C·哈尔布说。 “这些患者属于最脆弱的群体 - 年轻人和穷人,并且经常感染艾滋病毒,丙型肝炎和酗酒。”

    研究人员分析了2002 - 2016年全国住院患者样本登记中对近100万名被诊断患有感染性心内膜炎的住院患者的数据,以比较与药物滥用相关的心脏感染患者和其他原因导致心脏感染的患者。该注册表是美国最大的公立医院数据库。

    在研究的14年间,研究人员发现,与药物滥用相关的心脏感染的流行率在美国几乎翻了一番,从8%增加到16%。所有地理区域都出现增长,中西部地区的最高涨幅达到每年近5%。

    他们还发现那些与药物滥用有关的感染性心内膜炎:

    主要是年轻的白人男性(中位年龄38岁);

    贫穷,近42%的家庭收入中位数在最低的国家四分位数,约45%由医疗补助计划覆盖;

    与不是吸毒者的感染性心内膜炎患者相比,艾滋病毒,丙型肝炎和酒精滥用率更高;

    住院时间更长,医疗费用更高;和

    更有可能接受心脏手术,但住院期间死亡的可能性更小。较低的死亡率可能是由于他们的年龄显着较小。

    Harb博士说:“需要实施全国范围的公共卫生措施来应对这一流行病,有针对性的区域计划专门为风险增加的患者提供支持。” “专业团队,包括但不限于心脏病专家,传染病专家,心脏外科医生,护士,成瘾专家,病例管理员和社会工作者,需要照顾这些患者。适当治疗心血管感染只是管理计划的一部分帮助这些患者通过社会支持和有效的康复计划来解决他们的成瘾行为,这对改善他们的健康和预防药物滥用复发至关重要。“

    心脏感染患者中除药物滥用以外的疾病更常发生的疾病包括高血压,糖尿病,心力衰竭,肾病和肺病。研究限制是注册表仅依赖诊断代码(ICD代码),不包括医院转移。另一个限制是,登记处仅按地区提供一般信息,没有针对州,城市和乡镇的详细信息。

    ——文章发布于2019年9月18日

    来源机构: 每日科学 | 点击量:225
  • 摘要:

    杜克大学的生物医学工程师开发了一个新平台,使用特殊工程细菌制造生物药物,当他们感觉到胶囊变得过于拥挤时,这些细菌会破裂并释放有用的蛋白质。

    该平台依赖于两个主要组成部分:被称为“swarmbots”的工程细菌,其被编程以感知其容器内对等物的密度,以及限制swarmbots的生物材料,这是一种多孔胶囊,可以随着变化而缩小。细菌种群。当它收缩时,胶囊会挤出由圈养细菌产生的目标蛋白质。

    这个独立的平台可以使研究人员更容易创建,分析和纯化用于小规模生物制造的各种生物制剂。

    这项研究于9月16日在线发表在“自然 - 化学生物学”杂志上。

    细菌通常用于生产生物制剂,其是诸如疫苗,基因疗法和从生物来源产生或合成的蛋白质的产品。目前,该过程涉及一系列复杂的步骤,包括细胞培养,蛋白质分离和蛋白质纯化,每个步骤都需要精细的基础设施以确保效率和质量。对于工业操作,这些步骤是大规模进行的。虽然这有助于产生大量的某些分子,但当研究人员需要生产少量不同的生物制剂或在资源有限的环境中工作时,这种设置并不灵活或在经济上可行。

    这项新技术由杜克大学生物医学工程教授Lingchong You和前杜克大学博士后研究员戴卓钧开发,现任深圳先进技术研究院副教授。在这项新研究中,他们展示了他们的新平台如何利用swarmbots与其胶囊之间的通信,实现多种蛋白质和蛋白质复合物的多样化生产,分析和纯化。

    在早期的概念证明中,You和他的团队设计了一种非致病性的大肠杆菌菌株,当细菌达到一定的密度时会产生抗生素的解毒剂。然后将这些swarmbots限制在胶囊中,胶囊浸泡在抗生素中。如果一个细菌离开了胶囊,它就会被破坏,但如果它留在人口密度高的容器内,它就能存活下来。

    “我们的第一项研究基本上显示了单向通信,其中细胞可以感知胶囊内的环境,但环境对细胞没有反应,”你说。 “现在,我们有双向沟通 - 工程化的swarmbots仍能感知它们的密度和限制,但是我们已经引入了一种材料,当它内部的细菌群体发生变化时可以做出反应。就像两个组件相互交谈一样,他们一起给你非常有活力的行为。“

    一旦胶囊内的群体达到一定密度,细菌开始“爆发”,释放所有细胞内容物,包括感兴趣的蛋白质产物。同时,这种细菌生长改变了胶囊内的化学环境,导致其收缩。当它收缩时,它挤出从破裂细胞释放的蛋白质,同时细菌和细胞碎片保持在胶囊内。

    收集蛋白质后,研究人员可以在培养皿中添加营养补充剂作为胶囊扩大的提示。这会重置内部环境,让细菌再次开始生长,重新启动过程。根据你的说法,这个循环可以重复长达一周。

    为了使该方法对生物制造有用,该团队将胶囊添加到微流体芯片中,其中包括一个腔室,用于检测和量化哪些蛋白质被释放。这可以用纯化室代替,以制备用于生物制剂的蛋白质。

    “这是一个非常紧凑的过程。你不需要电力,你不需要离心机来生产和分离这些蛋白质,”你说。 “它使这成为生物制造的良好平台。您能够以低成本生产某种类型的药物,并且易于交付。最重要的是,这个平台提供了一种简单的生产方式同时有多种蛋白质。“

    据You介绍,这种易用性使得该团队能够与Ashutoshi Chilkoti,Alan L. Kaganov教授和杜克大学生物医学工程系主任的实验室合作,生产,量化和纯化50多种不同的蛋白质。他们还探索了他们的平台如何简化蛋白质复合物的产生,蛋白质复合物是由多种蛋白质制成的结构。

    在一个从多种酶产生脂肪酸合成途径的概念验证实验中,“我们能够使用七种版本的微生物swarmbots,每种都被编程生产出不同的酶,”You说。 “通常,为了产生代谢途径,你需要平衡供应链,这可能涉及上调一种酶的表达并下调另一种酶的表达。使用我们的平台你不需要这样做,你只需要设定正确的swarmbots比例。“

    “这项技术非常多才多艺,”他说。 “这是我们想要利用的能力。”

    ——文章发布于2019年9月17日

    来源机构: 每日科学 | 点击量:132
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    科学家们预计,在未来,电子活动服装含有不显眼的便携式设备,用于监测睡眠期间的心率和呼吸节律,将证明在临床上对医疗保健有用。现在,马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员开发出了生理感应纺织品,这些纺织品可以被编织或缝合成睡眠服装,他们将其称为“植物”。

    研究生Ali Kiaghadi和S. Zohreh Homayounfar及其教授Trisha L. Andrew,一位材料化学家和计算机科学家Deepak Ganesan将于本周在英国伦敦举行的Ubicomp 2019年会议上介绍他们的健康监测睡衣。已经选择在ACM交互式,移动,可穿戴和普适技术(IMWUT)的会议录中发表作品。

    正如安德鲁所解释的那样,“我们面临的挑战是如何在不改变纺织品的美感或感觉的情况下获得有用的信号。通常,人们认为智能纺织品指的是紧身衣服,其中嵌入了各种传感器,用于测量生理和物理信号,但这显然不是日常服装,尤其是睡衣的解决方案。“

    Ganesan补充说:“我们的见解是,即使睡衣穿得松散,但由于我们的姿势和与外表面的接触,这种纺织品的几个部分会压在身体上。这包括躯干对椅子施加的压力或床,睡觉时手臂靠在身体一侧的压力,以及睡衣上毯子的轻微压力。“

    “纺织品的这些受压区域是我们可以测量由心跳和呼吸引起的弹道运动的潜在位置,”他解释说,“这些可以用来提取生理变量。”困难在于这些信号可能是单独不可靠的,特别是在宽松的衣服中,但是来自身体不同部位的许多传感器的信号可以智能地组合以获得更准确的复合读数。

    Andrew,Ganesan及其同事解释说,他们的团队必须提出几个新的想法,以使他们的愿景成为现实。他们意识到没有现有的基于结构的方法来检测压力的连续和动态变化,特别是考虑到他们需要测量的小信号。因此,他们设计了一种新的基于织物的压力传感器,并将其与摩擦电传感器相结合 - 一种由物理接触变化激活的传感器 - 开发出一种分布式传感器套件,可以集成到宽松的衣服中,如睡衣。他们还开发了数据分析来融合来自许多点的信号,这些信号考虑了来自每个位置的信号质量。

    作者报告说,这种组合使他们能够检测出许多不同姿势的生理信号。他们在受控和自然环境中进行了多项用户研究,结果显示他们可以高精度地提取心跳峰值,呼吸率低于每分钟一次误差,并完美预测睡眠姿势。

    “我们希望这些进步对于监测老年患者特别有用,其中许多患有睡眠障碍,”安德鲁说。 “当前一代可穿戴设备,如智能手表,并不适合这个人群,因为老年人经常忘记一直穿着或耐穿其他设备,而睡衣已经成为他们日常生活的正常部分。更重要的是,你的手表可以'告诉你你睡在哪个位置,以及你的睡眠姿势是否影响你的睡眠质量;我们的Phyjama可以。“

    这项工作得到了Ganesan和Andrew与UMass Amherst应用生命科学研究所(IALS)的联系,该研究所的重点是将生命科学研究转化为改善人类健康的产品。 IALS的董事Peter Reinhart说:“令人兴奋的是,看到下一代可穿戴技术是零努力,正面解决舒适和不引人注目的问题。基于织物的传感器产生的数据有可能改善健康状况 - 可能有助于早期诊断多种疾病。“

    ——文章发布于2019年9月12日

    来源机构: 每日科学 | 点击量:157
  • 摘要:

    虽然计算机变得更小,功能更强大,超级计算机和并行计算已成为标准,但我们即将在能源和小型化方面遇到障碍。现在,宾夕法尼亚州立大学的研究人员已经设计出一种2D设备,它可以提供比是或否更多的答案,并且可能比当前的计算体系结构更像大脑。

    “由于传统冯·诺依曼计算架构的不可扩展性以及即将到来的'黑暗硅'时代对多核处理器技术造成严重威胁,复杂性扩展也在下降,”研究人员在今天(9月13日)的在线报道自然通讯问题。

    黑暗硅时代在某种程度上已经存在,并且指的是计算机芯片上的所有或大多数设备无法立即通电。这是因为单个设备产生的热量过多。冯·诺依曼架构是大多数现代计算机的标准结构,依赖于数字方法 - “是”或“否”答案 - 其中程序指令和数据存储在同一存储器中并共享相同的通信信道。

    “因此,数据操作和指令获取不能同时完成,”工程科学与力学助理教授Saptarshi Das说。 “对于使用神经网络的复杂决策,您可能需要一组超级计算机同时尝试使用并行处理器 - 并行数百万台笔记本电脑 - 这将占据足球领域。例如,便携式医疗保健设备,不能那样工作。“

    根据Das的说法,解决方案是创建大脑启发的模拟统计神经网络,不依赖于简单开启或关闭的设备,而是提供一系列概率响应,然后与机器中的学习数据库进行比较。为此,研究人员开发出一种高斯场效应晶体管,由二维材料 - 二硫化钼和黑磷制成。这些设备更节能,产生的热量更少,因此非常适合扩展系统。

    “人脑在20瓦的功率下无缝运行,”达斯说。 “它更节能,包含1000亿个神经元,并且它不使用冯·诺依曼架构。”

    研究人员指出,不仅能量和热量已成为问题,而且越来越难以适应更小的空间。

    “尺寸缩放已停止,”达斯说。 “我们只能在芯片上安装大约10亿个晶体管。我们需要像大脑那样更复杂。”

    自20世纪80年代以来,概率神经网络的概念已经存在,但它需要特定的设备来实现。

    “与人类大脑的工作类似,关键特征是从一组训练样本中提取出来,以帮助神经网络学习,”工程科学与力学研究生Amritanand Sebastian说。

    研究人员在人脑电图上测试了他们的神经网络,脑波的图形表示。在向网络提供许多EEG示例之后,网络可以接收新的EEG信号并对其进行分析并确定受试者是否在睡觉。

    “我们不需要像人工神经网络那样需要广泛的训练周期或概率神经网络信息基础,”达斯说。

    研究人员认为统计神经网络计算在医学中有应用,因为诊断决策并不总是100%是或否。他们还意识到,为了获得最佳的影响,医疗诊断设备需要小巧,便携并且使用最少的能量。

    Das和同事称他们的设备为高斯突触,它基于双晶体管设置,其中二硫化钼是电子导体,而黑磷通过缺失的电子或空穴传导。该器件本质上是两个串联的可变电阻器,并且该组合产生具有两个尾部的图形,其匹配高斯函数。

    从事这个项目的其他人是Andrew Pannone,工程科学和力学本科;和Shiva Subbulakshmi,印度Amrita Vishwa Vidyapeetham的电气工程专业学生,以及Das实验室的暑期实习生。

    空军科学研究办公室支持这项工作。

    ——文章发布于2019年9月13日

    来源机构: 每日科学 | 点击量:177
  • 摘要:

    对于“Spinal Tap”道歉,看起来黑色确实会变黑。

    麻省理工学院的工程师今天报告称,他们制作的材料比之前报道的任何材料都要黑10倍。这种材料是由垂直排列的碳纳米管或碳??纳米管制成的 - 碳的微观细丝,就像模糊的小树林,团队在氯蚀刻铝箔表面生长。该箔片可捕获超过99.96%的入射光,使其成为有史以来最黑暗的材料。

    研究人员今天在ACS-Applied Materials and Interfaces杂志上发表了他们的发现。他们还展示了类似斗篷的材料,作为纽约证券交易所今天新展览的一部分,标题为“虚荣的救赎”。

    该作品是麻省理工学院航空航天教授Brian Wardle和他的团队以及麻省理工学院驻场Diemut Strebe的合作,其中包括一颗16.78克拉的天然黄钻,估计价值200万美元,该团队涂有新的超结构CNT材料。效果令人抓狂:宝石通常呈现出明亮的切面,呈现出平坦的黑色空洞。

    沃德尔表示,CNT材料除了作出艺术陈述之外,也可能具有实际用途,例如减少不必要眩光的光学遮光罩,以帮助太空望远镜发现轨道外行星。

    “对于非常黑的材料,有光学和空间科学应用,当然,艺术家一直对黑色感兴趣,在文艺复兴之前就已经很好了,”沃德尔说。 “我们的材料比以往报道的任何东西都要黑10倍,但我认为最黑的黑色是一个不断移动的目标。有人会找到一种更黑的材料,最终我们会理解所有潜在的机制,并且能够正确设计终极黑色。“

    沃德尔在论文中的合着者是前麻省理工学院博士后陈可,现任上海交通大学教授。

    进入虚空

    Wardle和Cui并不打算设计一种超级材料。相反,他们正在试验如何在铝等导电材料上生长碳纳米管,以提高其电气和热性能。

    但是,在试图在铝上生长碳纳米管时,崔先生碰到了一道屏障,字面意思是:一层永远存在的氧化物,当铝暴露在空气中时,会覆盖铝。该氧化物层用作绝缘体,阻挡而不是导电和加热。当他开始寻找去除铝氧化层的方法时,崔发现了一种盐或氯化钠溶液。

    当时,Wardle的小组正在使用盐和其他食品室产品,如小苏打和洗涤剂,来种植碳纳米管。在用盐测试时,崔发现氯离子在铝表面蚕食并溶解其氧化层。

    “这种蚀刻工艺对许多金属来说都很常见,”崔说。 “例如,船舶遭受氯基海水腐蚀。现在我们正在利用这一过程来发挥优势。”

    崔发现,如果他将铝箔浸泡在盐水中,他可以去除氧化层。然后,他将箔转移到无氧环境中以防止再氧化,最后,将蚀刻的铝放入烘箱中,该组通过称为化学气相沉积的工艺进行生长碳纳米管的技术。

    通过去除氧化层,研究人员能够在比其他情况低得多的温度下,在铝上生长碳纳米管约100摄氏度。他们还发现碳纳米管在铝上的组合显着提高了材料的热性能和电性能 - 这是他们所期望的发现。

    令他们惊讶的是材料的颜色。

    “我记得在生长碳纳米管之前注意到它是多么黑,然后在生长后,它看起来更黑,”崔回忆说。 “所以我想我应该测量样品的光学反射率。

    “我们小组通常不关注材料的光学特性,但这项工作与我们与Diemut的艺术科学合作同时进行,因此艺术在这种情况下影响了科学,”Wardle说。

    已申请该技术专利的Wardle和Cui正在向任何艺术家免费提供新的CNT流程,以用于非商业艺术项目。

    “建立滥用”

    Cui测量了材料反射的光量,不仅来自直接顶部,还来自其他可能的角度。结果表明,从各个角度看,材料吸收的入射光大于99.995%。从本质上讲,如果材料包含凸起或脊或任何类型的特征,无论从哪个角度观察,这些特征都是隐形的,在黑色的空隙中模糊不清。

    研究人员并不完全确定导致材料不透明性的机制,但是他们怀疑它可能与蚀刻铝的结合有些影响,蚀刻铝有点变黑,与碳纳米管结合。科学家认为,碳纳米管森林可以捕获并将大部分入射光转换为热量,很少反射出光线,从而使碳纳米管呈现特别黑的色调。

    “已知不同品种的CNT森林非常黑,但对于为什么这种材料最黑,缺乏机械理解。这需要进一步研究,”Wardle说。

    ——文章发布于2019年9月13日

    来源机构: 每日科学 | 点击量:100
  • 摘要:

    由国际癌症研究机构(IARC)的研究人员协调的一项新研究调查了总糖,含糖和人工增甜的软饮料消费与随后的总体和原因特异性死亡率之间的关系。

    该研究纳入了欧洲癌症和营养前瞻性调查(EPIC)队列中超过450,000人的数据,平均随访时间超过16年。与每月饮用不到一杯加糖或人工加糖的软饮料的参与者相比,每天喝两杯或更多杯这些饮料的参与者死于全因死亡的风险更高。

    此外,发现每天消耗两杯或更多杯人工加糖的软饮料与循环系统疾病的死亡呈正相关,并且发现每天食用一杯或多杯含糖软饮料与之正相关。死于消化系统疾病。

    国际癌症研究机构(IARC)是世界卫生组织的一部分。其使命是协调和开展人类癌症病因和致癌机制的研究,并制定癌症控制的科学策略。原子能机构参与流行病学和实验室研究,并通过出版物,会议,课程和研究金传播科学信息。

    ——文章发布于2019年9月5日

    来源机构: 每日科学 | 点击量:229
  • 摘要:

    通过分析我们一些最古老祖先的化石牙齿,由布里斯托尔大学(英国)和里昂(法国)领导的一组科学家发现,第一批人类比现代亲属更长时间地母乳喂养婴儿。

    发表在“科学进步”杂志上的结果首次提供了断奶实践的见解,这在化石记录中仍然是未见过的。

    该团队从我们的南非化石亲属,早期人类,Paranthropus robustus和南方古猿非洲人的近40颗化石牙齿中取样。

    他们测量了牙釉质中稳定钙同位素的比例,这是婴儿母乳摄入量的函数。

    通过重建牙釉质发育的年龄,他们表明,早期的Homo后代以相当大的比例母乳喂养,直到大约三到四年的年龄,这可能在人类血统特有的特征的显现中起作用,例如大脑发育。

    相比之下,Paranthropus robustus的婴儿在大约一百万年前灭绝并且在牙齿解剖学方面是一种更健壮的物种,以及非洲南方古猿的婴儿,在最初的几个月中停止饮用相当大比例的母乳。生活

    这些护理行为的差异可能伴随着群体的社会结构以及一个孩子的出生和下一个孩子的出生之间的时间的重大变化。

    该研究的主要作者之一,布里斯托尔大学地球科学学院的Theo Tacail博士说:“断奶的做法 - 母乳喂养的持续时间,非乳制品引入的年龄和哺乳期的年龄 - 人类和现代大猩猩的现代成员之间存在差异:猩猩,大猩猩,黑猩猩和倭黑猩猩。

    “这种行为差异的发展可能在人类血统成员的进化中发挥了重要作用,例如与社会群体的大小和结构,大脑发育或人口统计有关。

    “然而,从数百万年前的化石中获取这些行为变化的见解是一项挑战,到目前为止,几乎没有证据可以讨论这些化石物种的护理实践。

    “这些发现强调了在化石记录中进一步探索钙稳定同位素组成的必要性,以便了解断奶实践与其他特征(如大脑大小或社会行为)的共同演化。”

    ——文章发布于2019年8月29日

    来源机构: 每日科学 | 点击量:250
  • 摘要:

    在行走时,腿部完整的人在移动膝盖或双脚接触地面时会感觉到。神经系统不断利用这种感觉反馈来精确控制肌肉。然而,使用腿假肢的人并不确切地知道假肢的位置,移动方式或者站立的地形类型。他们走路时经常不能完全信任他们的专业论文,导致他们经常依赖完整的腿,这反过来会降低他们的活动能力并导致他们快速疲劳。例如,在鹅卵石或沙子上进行简单的步行,对于使用假肢的人来说可能会非常耗费精力。此外,截肢患者可能会出现幻肢痛,这是现有药物通常无法治疗的情况。经历这种现象的萨沃·帕尼奇说,他因为幻影疼痛而在夜间醒来:“我没有受伤的脚趾。我的大脚趾,脚,脚后跟,脚踝,小腿 - 他们都受伤了,我甚至没有它们。“

    由苏黎世联邦理工学院和洛桑创业公司Sen-sArs领导的国际研究团队现已开发出一种接口,用于连接腿部假肢和用户大腿上的残余神经,从而提供感官反馈。在与贝尔格莱德大学合作进行的一项研究中,科学家们测试了这个神经反馈系统,他们有两名志愿者,他们膝盖以上截肢,并使用腿部假肢(其中一人是恐慌症)。

    正如研究人员在最新一期“自然医学”杂志上所报道的那样,该解决方案以各种方式使截肢者受益。 “这项概念验证研究表明,使用神经植入物修复感觉反馈的假体对于截肢者的健康是多么有益,”机器人与智能系统研究所教授Stanisa Raspopovic说。在苏黎世联邦理工学院

    将人工信号转换为自然信号

    为了向神经系统提供感觉信息,科学家们开始使用市售的高科技假肢:他们将触觉传感器连接到假足的足底,并收集假肢电子膝关节提供的膝关节运动数据。

    在实验持续的三个月里,外科医生在每个志愿者的大腿上放置了微小的电极,并将它们连接到残留的腿部神经上。 “手术的目的是在神经内部的正确位置引入电极,以恢复逼真的感觉反馈,并使电极稳定,”Marko Bumbasirevic说,他是临床中心的骨科显微外科教授贝尔格莱德的塞尔维亚人,负责电极植入的临床医生。电极由弗莱堡大学的科学家开发,专业论文来自假肢公司奥索;两人都积极参与该项目。

    研究小组开发了算法,将来自触觉和运动传感器的信息转换为电流脉冲 - 神经系统的语言 - 传递给残余神经。然后自然完成其余的事情:来自残余神经的信号被传递到人的大脑,因此能够感知假体并帮助用户相应地调整他们的步态。最后连接机器和机身。

    步行时减少工作量

    作为研究的一部分,志愿者接受了一系列测试 - 有和没有神经反馈的交替试验。结果清楚地表明了反馈的有利之处:神经反馈的行走对身体要求的要求要低得多,正如行走时志愿者的氧气消耗显着减少所示。

    同样在精神上,神经反馈的移动不那么费力,因为研究人员在试验期间进行了大脑活动测量。志愿者不必非常专注于他们的步态,这意味着他们能够将更多的注意力投入到其他任务上。

    在一次艰难的测试中,志愿者不得不走过沙子,反馈再次让他们走得更快。在调查中,志愿者表示神经反馈大大提高了他们对假体的信心。

    减少幻肢痛

    与神经系统的界面也可以用于独立于假体刺激神经。在他们开始试验之前,两名志愿者都抱怨幻肢痛。在为期一个月的神经刺激治疗计划中,科学家设法大大减轻了其中一名志愿者的疼痛;在另一方面,恐慌,疼痛彻底消失了。 “自从我开始这项治疗计划后,在接受电刺激后,我感觉不到任何幻痛,”他说。

    科学家乐观地看待这些结果。然而,他们指出需要对家庭评估和更多志愿者进行更长时间的调查,以便提供更可靠的数据,以便他们可以用来得出更重要的结论。对于有时间限制的临床研究,来自假体的信号沿着电缆通过皮肤被送到大腿的电极。这意味着志愿者必须定期接受体检。为了消除这种需求,科学家们打算开发一种完全可植入的系统。 “在SensArs,我们计划开发一种无线神经刺激设备,可以像节奏制造者一样完全植入患者体内,并且可以推向市场,”SensArs首席执行官Francesco Petrini说。

    ——文章发布于2019年9月9日

    来源机构: 每日科学 | 点击量:145
  • 摘要:

    有史以来最大规模的古代人类DNA研究,以及来自古代印度河流域文明的个体的第一个基因组,以前所未有的细节揭示了中亚和南亚人口随时间变化的血统。

    该研究于9月5日在线发表在Science and Cell上的一篇论文中,也回答了有关农业起源和南亚和中亚印欧语言来源的长期问题。

    来自北美,欧洲,中亚和南亚的遗传学家,考古学家和人类学家分析了524名从未研究过的古代个体的基因组。这项工作使全球公布的古代基因组总数增加了约25%。

    通过将这些基因组相互比较并与之前测序的基因组进行比较,并将信息与考古学,语言学和其他记录放在一起,研究人员从中石器时代填写了许多关于谁生活在该地区不同地区的关键细节。 (大约12000年前)到铁器时代(直到大约2000年前)以及它们与今天生活在那里的人们的关系。

    “通过这么多样本,我们可以发现种群之间的微妙相互作用以及种群内的异常值,这种情况在过去几年中只有通过技术进步才有可能实现,”David Reich说,他是论文和教授的共同高级作者。哈佛医学院Blavatnik研究所的遗传学研究。

    “这些研究涉及古欧亚大陆最深刻的两种文化转变 - 从狩猎和采集到农业的过渡以及今天从不列颠群岛到南亚的印欧语言的传播 - 以及人们的运动,“两位论文的共同第一作者和帝国实验室的博士后研究员Vagheesh Narasimhan说。 “这些研究特别重要,因为中亚和南亚是世界上未充分研究的地区。”

    “这项研究最激动人心的方面之一就是它将遗传学与考古学和语言学相结合的方式,”维也纳大学的科文论文的共同高级作者罗恩·比哈西说。 “在结合来自不同学科的数据,方法和观点之后出现了新的结果,这种综合方法提供了比过去任何一个学科更多的过去信息。”

    “此外,引入新的抽样方法使我们能够最大限度地减少对骨骼的损害,同时最大限度地从DNA保存通常较差的地区获取遗传数据的机会,”Pinhasi补充说。

    语言键

    印欧语系 - 包括印地语/乌尔都语,孟加拉语,旁遮普语,波斯语,俄语,英语,西班牙语,盖尔语和400多种其他语言 - 构成了地球上最大的语言家族。

    几十年来,专家们一直在争论印欧语言如何走向世界遥远的地方。他们是通过牧民从欧亚草原传播的吗?或者他们是否与从安纳托利亚(现今的土耳其)向西和向东移动的农民一起旅行?

    Reich及其同事撰写的2015年论文表明,印欧语系通过草原抵达欧洲。科学研究现在对南亚提出了类似的案例,表明现今的南亚人几乎没有来自安纳托利亚根源的农民的血统。

    “我们可以排除安纳托利亚根源进入南亚的大规模农民,这是'安纳托利亚假说'的核心,即这种运动将农业和印欧语言带入该地区,”Reich说,他也是一名调查员。霍华德休斯医学研究所和布罗德研究所。 “由于没有人发生实质性的变动,这是安纳托利亚假设的最终结果。”

    支持印欧语言草原的一个新证据是检测连接印欧语系印地语和巴尔托 - 斯拉夫语系的基因模式。研究人员发现,现在这两个分支的发言人都来自一个草原牧民小组,他们将近5000年前向西迁移到欧洲,然后在接下来的1500年中向东扩散到中亚和南亚。

    “这为古代人们的运动提供了一个简单的解释,因为印度 - 欧洲这两个分支的其他令人费解的共同语言特征,今天被广阔的地理距离分开,”Reich说。

    支持草原起源的第二个证据是研究人员发现,在该研究中分析的140个现今南亚种群中,少数显示出来自草原的血统显着增加。除了其中一个富含草原的种群之外,其他所有种群都是历史上的牧师群体,包括婆罗门 - 用古印欧语言梵语写成的传统文本保管人。

    “发现婆罗门经常拥有比南亚其他群体更多的草原血统,控制其他因素,这为南亚的印欧语言草原提供了一个引人入胜的新观点,”Reich说。

    “这项研究填补了印度 - 欧洲传播的大部分难题,”共同作者,麻省理工学院遗传学研究员,麻省理工学院和哈佛大学博士研究所的科学家尼克帕特森说。 “我相信现在可以理解高层图片了。”

    “这个问题已经存在了200年或更长时间,现在它正在迅速解决,”他补充道。 “我为此感到非常兴奋。”

    农业起源

    这些研究为另一个长期存在的争论提供了信息,这个辩论是关于从狩猎和采集经济到基于农业的经济的变化是否更多地是由人的流动,思想的复制或本地发明所驱动的。

    在欧洲,古老的DNA研究表明,农业与来自安纳托利亚的血统有关。

    这项新的研究揭示了伊朗和图兰(中亚南部)的类似动态,研究人员发现安纳托利亚相关的血统和农业在同一时间到来。

    “这证实了农业的传播不仅包括从安纳托利亚到欧洲的西向路线,还包括从安纳托利亚到东部地区的东部路线,这些路线以前只有狩猎采集团居住,”Pinhasi说。

    然后,随着农业在伊朗和图兰占领数千年后向北蔓延到内亚山脉,“祖先与经济之间的联系变得更加复杂,”圣路易斯华盛顿大学的考古学家Michael Frachetti说,撰写科学论文的大部分骨骼抽样的作者。

    大约5000年前,研究人员发现,亚洲西南部的祖先随着农业技术向北流动,而西伯利亚或草原血统则向南流入伊朗高原。双向运动模式沿着山脉发生,Frachetti之前展示的走廊是一条“青铜时代的丝绸之路”,人们在这条道路上交换了东西方之间的作物和思想。

    然而,在南亚,故事似乎有很大不同。研究人员不仅没有发现与安纳托利亚有关的血统的痕迹,这是西部农业传播的标志,但他们在南亚人中发现的伊朗相关血统来自与伊朗古代农民和猎人分离的血统。 - 在这些群体彼此分裂之前的聚集者。

    研究人员得出结论认为,南亚的农业生产不是因为人们从西方早期的农耕文化中迁移出来;相反,当地的觅食者采用了它。

    “在大约4,000年前草原牧民带来他们的印欧语言之前,我们没有发现人们大规模进入南亚的证据,”赖希说。

    第一次看到印度河流域文明的血统

    印度河流域从喜马拉雅山脉延伸到阿拉伯海,是古代世界最早的文明之一,在4000到5000年之间蓬勃发展。人们建造了人口数万的城镇。他们使用标准化的重量和措施,并与远在东非的地方交换货物。

    但他们是谁?

    在此之前,遗传学家无法从埋葬在印度河流域文明考古遗址的骨骼中提取可行的数据,因为南亚低地的炎热和变化的气候已使大多数DNA退化,超出了科学家分析它的能力。

    细胞纸改变了这一点。

    在对已知最大的印度河流域文明镇(称为Rakhigarhi)的60多个骨骼样本进行筛选后,作者发现了一个带有一丝古老DNA的骨骼样本。经过100多次测序尝试后,他们生成了足够的数据以得出有意义的结论。

    古代女性的基因组与科学论文中报道的11个其他古代人的基因组相匹配,他们生活在现在的伊朗和土库曼斯坦,在已知与印度河流域文明交换物的地方。所有12个人都有独特的血统组合,包括与东南亚狩猎采集者有关的血统和与南亚有关的伊朗相关血统。由于这种混合物与当时生活在伊朗和土库曼斯坦的大多数人不同,作者提出科学论文中报道的11个人是移民,可能来自印度河流域文明。

    12人中没有一人有草原牧民的血统证据,这与该群体尚未抵达南亚的模式一致。

    “科学”杂志的文章进一步表明,印度河流域文明在4,000至3,500年前衰落之后,这12个人所属的群体中的一部分与来自北方的人们混在一起,这些人来自原始牧民的祖先,形成了祖先的北印第安人。 ,印度当今人口的两个主要祖先人口之一。原始群体的一部分也与来自印度半岛的人混在一起形成另一个主要来源群体 - 祖先南印第安人。

    “祖先北印第安人和祖先南印第安人的混合物 - 他们的主要血统都归属于我们测序的印度河流文明个体的人 - 形成了今天南亚人的主要血统,”帕特森说。

    “这项研究直接将当今的南亚人与南亚第一个文明的古代人民联系在一起,”Narasimhan补充道。

    作者警告说,仅分析一个人的基因组限制了可以得出的关于印度河流域文明的整个人口的结论。

    “我最好的猜测是印度河流域文明本身在遗传上极为多样化,”帕特森说。 “额外的基因组肯定会丰富图片。”

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